Development and Study of Different Muon Track Reconstruction Algorithms for the Level-1 Trigger for the CMS Muon Upgrade with GEM Detectors
在接下来的几年里，随着LHC升级到更高的亮度，CMS将受到越来越多的粒子通量的影响，特别是在其最前沿的区域，| η|> 1.6。为了巩固CMS的μ子谱仪并增加冗余，CMS GEM合作建议对1.6 <| η| < 2.1区域，最初预计配备RPC和Triple-GEM探测器。该技术已被证明在高通量下保持高效，并满足CMS的要求。这项工作，使用模拟，研究三个轨道重建算法打算安装在CMS的第一选择阶段的三重GEM探测器：最小二乘拟合，标准卡尔曼滤波器，和修改后的卡尔曼滤波器。为了量化CMS μ子谱仪和CMS触发系统的改进，对Triple-GEM探测器和实际系统的测量结果进行了比较分析。
2013-06-04 hep-ex physics.ins-det
FPGA-Based Tracklet Approach to Level-1 Track Finding at CMS for the HL-LHC
在高亮度LHC期间，CMS探测器将需要在硬件触发水平上跟踪带电粒子，以保持可管理的触发率并实现其物理目标。tracklet方法是一种基于道路搜索算法的寻轨算法，该算法已在商用FPGA技术上实现。该算法在Xilinx Virtex-7 FPGA上实现了3.4 $μ$ s内的高性能寻迹。给出了算法及其在FPGA上的实现的概述，结果显示从演示测试台和系统性能研究。
2017-06-28 hep-ex physics.ins-det
CMS Tracker Alignment Activities during LHC Long Shutdown 2
描述了在运行3数据采集期之前的2021-2022年LHC调试期间CMS跟踪器对准的策略和性能。像素重新安装后的第一个跟踪器对齐的结果，与宇宙射线μ子记录与螺线管磁铁关闭。此外，还介绍了调试期间第一次与碰撞数据事件（在900 GeV的质心能量下收集）对齐的性能。最后，在LHC运行3的最后倒计时期间的跟踪器对准工作进行了讨论。
2023-01-30 hep-ex physics.ins-det
First Alignment of the Complete CMS Tracker
本会议记录介绍了CMS跟踪器完整校准的第一批结果，该结果基于调试运行期间采集的宇宙数据中数百万条重建轨道，其中探测器处于最终位置，并且存在磁场。CMS Tracker的全硅设计为使用151，148个硅条和1440个硅像素模块对齐复杂系统带来了新的挑战。为了获得最佳的轨道参数分辨率，其模块的位置和方向需要以大约1微米的精度来确定。这些模块被宇宙射线粒子很好地照亮，使用两种基于轨道的对齐算法与调查测量相结合进行对齐。在所有五个轨道参数的分辨率控制与数据驱动验证的轨道参数测量附近的相互作用区域，并测试与预测详细的探测器模拟。第一次质子碰撞的预期跟踪性能的前景。
2010-03-12 hep-ex physics.ins-det
Data Quality Monitoring of the CMS Silicon Strip Tracker Detector
物理和数据质量监控（DQM）框架旨在为CMS实验中与数据采集相关的各种应用程序提供均匀的监控环境。在这篇文章中，DQM系统的硅条跟踪器将被介绍。将提到评估探测器状态的元素集，以及识别问题并将其跟踪到特定跟踪器元素的方法。将简要介绍监测工具、用户界面和自动化软件。该系统在2008年秋季CMS的广泛宇宙数据采集期间使用，在那里它被证明具有灵活和强大的实施能力，对于提高对探测器的理解至关重要。CMS协作认为，这个工具现在已经成熟，可以面对即将到来的数据采集时代。
2009-07-21 hep-ex physics.ins-det
Experimental Study of Different Silicon Sensor Options for the Upgrade of the CMS Outer Tracker
在计划于2027年左右开始的大型强子对撞机（HL-LHC）的高光度阶段，加速器预计将提供高达$7.5\times10^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的瞬时峰值光度。预计在未来十年内，$3000$或甚至$4000$ ~fb $^{-1}$的总积分亮度将被交付给通用探测器ATLAS和CMS，从而显著增加LHC实验的发现潜力。CMS探测器将为HL-LHC进行重大升级，全新的跟踪探测器由外部跟踪器和内部跟踪器组成。然而，新的跟踪系统将暴露在比当前跟踪器高得多的辐射下，需要新的抗辐射传感器。CMS从2009年开始发起了一项广泛的辐照和测量活动，系统地比较不同硅材料的特性和外跟踪器传感器的设计选择。在18种不同的晶圆材料、厚度和生产技术组合上设计并实现了几种测试结构和传感器。在用中子和不同能量的质子辐照之前和之后，对装置进行电气表征，其中通量对应于在$3000$ ~fb $^{-1}$之后CMS外跟踪器的不同半径处预期的通量。所执行的测试包括使用$β$源、激光和光束扫描的研究。本文比较了HL-LHC硅传感器的不同选择的性能，重点是硅块材料和厚度。
2020-03-16 hep-ex physics.ins-det
Improving the CMS High Level Trigger tracking at the HL-LHC with novel and evolved heterogeneous algorithms
University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本文针对HL-LHC下CMS高电平触发径迹重建的计算挑战，提出结合mkFit、Patatrack和LST异构算法并利用机器学习技术，以提升性能并保持重建效率。
2026-09-23 hep-ex physics.ins-det
Validation of Kalman Filter alignment algorithm with cosmic-ray data using a CMS silicon strip tracker endcap
一个卡尔曼滤波器对准算法已被应用到宇宙射线数据。我们讨论的对齐算法和实验无关的实施，包括离群拒绝和治疗弱确定的参数。使用这种实现方式，该算法已被应用到一个CMS硅跟踪器端盖记录的数据。结果进行了比较，摄影测量测量和从一个专用的硬件对准系统获得的数据，并观察到良好的协议。
2010-03-29 hep-ex physics.ins-det
Performance of photon reconstruction and identification with the CMS detector in proton-proton collisions at sqrt(s) = 8 TeV
描述了CMS探测器在CERN LHC的质心能量为8 TeV的质子-质子碰撞中用于光子重建和识别的性能。详细介绍了从电磁量能器（ECAL）中的能量沉积物中重建光子和提取光子能量估计。还描述了从转换成电子的CMS跟踪器中的光子的电子轨道的重建，以及在分析希格斯玻色子衰变成两个光子时光子能量重建的优化及其在模拟中的精确建模。在ECAL的桶部分，实现了约1%的能量分辨率为未转换或后期转换的光子从H到伽马伽马衰变。不同的光子识别方法进行了讨论，其相应的选择效率的数据进行了比较，发现在模拟事件。
2015-08-21 hep-ex physics.ins-det
Alignment of the CMS tracker with LHC and cosmic ray data
CMS探测器的核心部件是有史以来最大的硅跟踪器。这种复杂设备的精确对准是一项艰巨的挑战，只有通过对过去常规用于跟踪探测器的技术进行重大扩展才能实现。这篇文章描述了LHC操作中使用的全尺寸校准程序。该方法的具体特点包括同时确定多达200，000个与轨道的对准参数，测量单个传感器曲率参数，控制系统失调效应，以及在多处理器环境中实现整个过程以实现高执行速度。总体而言，发现模块对准上实现的统计准确度显著优于10微米。
2014-08-21 hep-ex physics.ins-det
Level-1 Track Finding with an all-FPGA system at CMS for the HL-LHC
随着高亮度LHC的升级，将跟踪信息纳入CMS 1级触发器变得必要，以保持可管理的触发率和良好的触发性能，例如保留电弱物理的阈值。1级径迹探测面临的主要挑战是在40 MHz的碰撞率和4微秒的延迟预算下，探测器的大数据吞吐量，以重建具有足够低的横向动量的带电粒子径迹，用于1级触发决策。专用的全FPGA硬件系统的时间复用架构已被开发用于跟踪发现，以解决这些挑战。讨论了模式识别和粒子轨迹确定的算法和性能。最后给出了基于FPGA的定制电子产品的实现。
2019-04-01 hep-ex physics.ins-det
Particle-flow reconstruction and global event description with the CMS detector
在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机运行开始前几年，CMS设备被确定为具有非常适合粒子流（PF）重建的特性：高度分段的跟踪器，细粒度的电磁量热计，密封的强子量热计，强磁场和出色的μ子光谱仪。因此，一个完全成熟的PF重建算法调整到CMS检测器的开发，并一直在物理分析中使用的第一次在强子对撞机。对于每次碰撞，由算法识别和重建的最终状态粒子的全面列表提供了一个全局事件描述，导致前所未有的CMS性能，用于射流和强子τ衰变重建，丢失的横向动量确定，以及电子和μ子识别。这种方法还允许识别来自堆积相互作用的颗粒，并实现有效的堆积缓解方法。CMS在质心能量为8 TeV时收集的数据显示出与模拟的良好一致性，并证实了至少在平均20个堆积相互作用下的优异PF性能。
2017-10-09 hep-ex physics.ins-det
Reconstruction and identification of tau lepton decays to hadrons and tau neutrino at CMS
本文描述了CMS实验在LHC运行1期间重建和识别τ到强子+ τ中微子衰变所使用的算法。的算法的性能进行了研究，在质子-质子碰撞记录在一个中心的质量能量为8 TeV，对应于一个积分亮度为19.7反femtobarns。该算法实现了50- 60%的识别效率，夸克和胶子喷流，电子和μ子的错误识别率在千分之一和百分之一的水平之间。
2016-02-19 hep-ex physics.ins-det
Operation and performance of the CMS tracker
CMS硅跟踪器由两个利用半导体技术的跟踪设备组成：内部像素和外部条带探测器。它们在LHC中粒子碰撞所呈现的高占用率和高辐射环境中运行。跟踪器探测器占据CMS中心周围的区域，LHC光束在此碰撞，半径在4 cm至110 cm之间，沿光束轴可达280 cm。像素探测器由6600万像素组成，覆盖约1平方米的总面积。它被带跟踪器包围，具有1000万个读出通道，覆盖总面积约200 m2。会议记录描述了在LHC运行的前三年收集的运行经验。结果包括在数据采集过程中遇到的操作挑战，这些挑战影响探测器的有效分数和读出效率。详细给出了在高占用率的跟踪器的性能，如信噪比和命中重建效率的本地可观。辐射效应的研究相对于传感器偏置的演变，在内部像素的读出阈值，和漏电流。
2014-02-04 hep-ex physics.ins-det
An enhanced track reconstruction for the CMS experiment at the HL-LHC
University of California, San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）
本文提出CMS在HL-LHC下的增强径迹重建策略，融合GPU与CPU算法及机器学习，提升效率、降低假径迹率，并扩展对长寿命粒子等稀有信号的探测能力。
2026-09-23 hep-ex physics.ins-det
Strategies and performance of the CMS silicon tracker alignment during LHC Run 2
描述了在2015-2018年LHC数据采集期间CMS硅跟踪系统对准的策略和性能。解释了数据采集期间和之后的校准程序。校准的情况下，也推导出用于模拟的检测器响应。系统的影响，有关的内在对称性的对齐任务或外部约束，讨论和说明不同的情况。
2022-06-13 hep-ex physics.ins-det
Mechanical stability of the CMS strip tracker measured with a laser alignment system
CMS跟踪器由206平方米的硅条传感器组成，安装在碳纤维复合材料结构上，设计用于在-25至+25摄氏度的温度范围内运行。跟踪器组件在物理操作过程中的机械稳定性进行了监测，使用专用的激光对准系统，以及粒子轨迹从宇宙射线和强子-强子碰撞的几个微米的分辨率。在2011-2013年LHC运行期间，在稳定的温度下，跟踪器的组件被观察到经历小于30微米的相对运动。此外，发现温度变化引起跟踪器结构的约2微米/摄氏度的位移，当温度恢复到其原始值时，跟踪器结构很大程度上恢复到其初始位置。
2017-05-12 hep-ex physics.ins-det
Current status of the CMS Inner Tracker upgrade for HL-LHC
本文介绍了为应对HL-LHC高亮度环境，CMS实验Phase II升级中内追踪器的替换方案、设计技术选型，以及原型验证和大规模生产筹备的最新进展。
2025-05-08 hep-ex physics.ins-det
Test beam performance of a CBC3-based mini-module for the Phase-2 CMS Outer Tracker before and after neutron irradiation
欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）将进行重大升级，将瞬时光度提高到5-7.5 $\times10^{34}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$。这一大型强子对撞机的高亮度升级（HL-LHC）将在13-14 TeV的质心能量下提供总共3000-4000 fb的$^{-1}$质子-质子碰撞。为了应对这些具有挑战性的环境条件，CMS实验的条带跟踪器将使用具有两个紧密间隔的硅传感器的模块进行升级，以提供信息，包括1级触发选择中的跟踪。本文介绍了性能，在测试束实验中，第一个原型模块的基础上的最终版本的CMS二进制芯片前端ASIC之前和之后的模块被中子照射。结果表明，原型模块满足要求，提供有效的跟踪信息，在被照射的总通量相比，通过实验的寿命预期。
2023-03-06 hep-ex physics.ins-det
Usage of tracking in the CMS Level-1 trigger for the High Luminosity LHC Upgrade
在高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）上，CMS实验将面临一个苛刻的环境，其瞬时亮度高达7 × 10 $^{34}$ /cm $^2$ /s，相当于平均每个聚束交叉140-200次多重质子-质子碰撞。HL-LHC CMS 1级（L1）触发升级的主要目标是维持尽可能低的触发阈值，并与LHC目前使用的触发阈值相当，并可能包括在LHC上不可行的新触发。这将通过升级探测器读出电子设备来实现，以允许更大的L1触发率，并首次在L1触发器中包括跟踪信息。如何跟踪信息可以被用来减少L1触发率的例子。
2018-11-16 hep-ex physics.ins-det
Prototyping and qualification of 2S modules for the CMS Outer Tracker upgrade at the HL-LHC
为了准备高亮度LHC，CMS实验的整个跟踪器探测器将作为第二阶段升级的一部分进行更换。新的外部跟踪器将包括大约13，000个硅传感器模块，其中7608个是由两个平行安装的硅条传感器组成的“2S模块”，5592个是由单个模块中的一个像素和一个条带传感器组成的“PS模块”。这些模块通过关联两个传感器层的命中信息向1级触发器提供跟踪信息，从而允许通过横向动量来区分粒子轨迹。为了保证数据采集期间的成功操作，外部跟踪器模块的生产必须满足严格的要求。本说明将讨论组装程序以及在CERN进行的电子、热和振动测试的一些关键结果，这些测试用于鉴定2S模块设计和准备模块组装程序。
2021-12-03 hep-ex physics.ins-det
Data Quality Monitoring of the CMS Tracker
CERN大型强子对撞机（LHC）上紧凑型μ子螺线管（CMS）硅跟踪探测器（Tracker）的数据质量监控（DQM）是一个基于软件的系统，旨在监控探测器和重建性能，识别问题并验证收集的数据用于物理分析。它使用中央CMS DQM提供的框架以及专门为CMS Tracker DQM开发的工具。本文介绍了目标，框架条件，工具和CMS跟踪DQM的工作流程，并展示了其成功使用的CMS实验在最近的调试阶段的例子。
2009-11-27 physics.ins-det
CMS Tracker Alignment: Legacy results from LHC Run 2 and Run 3 prospects
CMS实验的内部跟踪系统包括硅像素和硅条探测器，旨在提供带电粒子动量的精确测量，并重建初级和次级顶点。在数据采集期间由操作条件驱动的跟踪器检测器的不同子结构的移动需要定期更新检测器几何形状，以便准确地描述跟踪器模块的位置、取向和曲率。确定跟踪器几何形状的新参数的过程被称为跟踪器的对准。在数据采集期间，使用来自碰撞的重构轨道和宇宙射线数据执行对准过程若干次，并且稍后，在数据采集周期结束之后进一步细化。给出了对应于CMS运行2数据的遗留再处理的对准校准的最终准确度的跟踪器对准性能。数据驱动的方法来获得的对齐参数和一套验证，监测性能的物理观测后对齐进行审查。最后，在即将到来的运行的LHC，其中更具有挑战性的操作条件下，对准校准的前景将得到解决。
2023-01-30 hep-ex physics.ins-det
A heterogeneous and vectorized sequence for the HL-LHC full tracking reconstruction of the CMS experiment
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本文提出CMS实验Phase-2径迹重建的新基线策略，结合GPU优化算法（Patatrack、LST）和CPU向量化算法（mkFit），以应对HL-LHC高碰撞率带来的计算挑战，同时降低资源需求并增强物理覆盖。
2026-09-18 hep-ex physics.ins-det
Reconstruction of Cosmic and Beam-Halo Muons with the CMS Detector
CMS探测器强大的μ子和跟踪器系统以及专用的重建软件可以精确有效地测量质子-质子碰撞产生的μ子轨迹。然而，标准的μ子重建算法不足以处理不源自碰撞的μ子。我们提出了一个专用的宇宙μ子轨道重建算法的设计，实现和性能，该算法的特点是针对不是来自相互作用点的μ子（即宇宙μ子和束晕μ子）进行了优化的模式识别。为了评估新算法的性能，在宇宙挑战第一和第二阶段，以及在第一次大型强子对撞机束操作记录的束晕μ子的数据进行了研究。此外，各种更一般的宇宙μ子和束晕μ子的拓扑结构进行了研究，使用模拟数据，以证明新算法的一些关键功能。
2008-10-21 hep-ex physics.ins-det
Results from the Commissioning Run of the CMS Silicon Strip Tracker
CMS硅带跟踪器性能的结果是在跟踪器调试的设置中获得的。
2007-12-04 physics.ins-det
Alignment of the CMS Tracker: Results from LHC Run 3
本文介绍了 CMS 径迹系统在 LHC Run 3 期间的对准策略与性能，展示了利用 13.6 TeV 质心能量下的数据进行的首次对准结果，并探讨了自动化对准部署及未来校准前景。
2024-01-02 hep-ex physics.ins-det
Study of the CMS Phase-1 Pixel Pilot Blade Reconstruction
紧凑型μ子螺线管（CMS）探测器是欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）中测量高能粒子相互作用产物的两种通用探测器之一。硅像素探测器是CMS跟踪系统的最内部组件。2009年至2016年期间运行的探测器现已于2017年初更换为升级版。在LHC之前的关闭期间，一个原型读出系统和第三个磁盘被插入到旧的前向像素探测器中，该探测器具有使用新的数字读出芯片构建的八个原型叶片。测试这些试验模块的性能使我们能够获得升级后的探测器的操作经验。在本文中，重建和分析的数据与新的模块，包括信息的重建软件的校准。还示出了命中发现效率和跟踪命中残差分布。
2018-04-02 hep-ex physics.ins-det
Overview and Status of the CMS Silicon Strip Tracker
LHC的CMS实验拥有有史以来最大的硅条探测器。的工作条件和物理要求的CMS硅跟踪器的设计选择的影响进行审查。简要介绍了暂定2008年夏季CMS调试的硅带跟踪器的准备情况。
2007-09-23 physics.ins-det
Machine Learning for Event Reconstruction in the CMS Phase-2 High Granularity Calorimeter Endcap
Laboratoire Leprince-Ringuet, École Polytechnique - CNRS/IN2P3（勒普朗斯-林盖实验室，巴黎综合理工学院 - 法国国家科学研究中心/欧洲核子研究组织）
CMS Phase-2 高分辨率 calorimeter 端帽采用机器学习技术改进事件重建，以利用高空间分辨率和精确时间信息。
2025-12-08 hep-ex physics.ins-det
The CMS Silicon Strip Tracker
CMS合作正在建造有史以来最大的硅跟踪器，其有源硅面积为200 m^2，以在CMS螺线管的4T磁场内提供强大的带电粒子跟踪和顶点重建。本文综述了探测器的设计、结构现状和子结构的性能。
2006-02-16 physics.ins-det
Physics Performance with the CMS Pixel Detector
LHC实验在第一次运行期间产生的结果中有很大一部分是通过精确的顶点检测器实现的。CMS实验的全硅跟踪检测器使用像素检测器来进行顶点化。该会议报告使用四个物理分析作为示例，其中像素检测器用于重建主要顶点，将事件轨迹与堆积分离，和/或确定位移顶点。
2014-12-17 hep-ex physics.ins-det
Track Based Alignment in CMS
提出了CMS跟踪器和μ子探测器的基于跟踪的对准策略。在概述了所使用的数据样本之后，提出了总体调整战略，重点是2008年开始收集数据时设想的程序。目前使用的三种对齐算法进行了讨论，并提出了第一个结果，他们的应用程序的CMS跟踪器，以及研究的μ子探测器与轨道的对齐。
2007-09-21 physics.ins-det
Performance of e/$γ$-based Triggers at the CMS High Level Trigger
CMS实验设计了一个两级触发系统：1级（L1）触发器，在定制设计的电子设备上实现，和高级别触发器（HLT），CMS重建和分析软件的精简版本在计算机农场上运行。为了在尽可能少地影响物理效率的情况下实现良好的速率降低，在HLT处使用的算法被设计为尽可能紧密地遵循离线重建中使用的算法。在这里，我们将介绍用于在线重建电子和光子（e/ $γ$）的算法，无论是在L1和HLT，其性能和这些HLT对象的计划改进。
2014-09-14 hep-ex physics.ins-det
Description and performance of track and primary-vertex reconstruction with the CMS tracker
提供了一个描述的软件算法开发的CMS跟踪器，用于重建质子-质子相互作用中的带电粒子轨迹，并使用由此产生的轨道来估计的LHC发光区域和个人的初级相互作用顶点的位置。尽管在LHC非常恶劣的环境中，这些算法获得的性能被认为是优秀的。对于2011年典型堆积条件下的ttbar事件，对于横动量pt > 0.9 GeV的连续产生的带电粒子，在abs（eta）< 0.9的赝势下的平均径迹重建效率为94%，在0.9 < abs（eta）< 2.5的赝势下的平均径迹重建效率为85%。这种低效率主要是由强子在追踪器材料中进行核相互作用引起的。对于孤立的μ子，相应的效率基本上是100%。对于在abs（eta）< 1.4时发射的pt = 100 GeV的孤立μ子，pt的分辨率约为2.8%，横向和纵向碰撞参量的分辨率分别为10微米和30微米。在三个空间维度中的每一个中，对应于感兴趣的pp碰撞的重构主顶点所实现的位置分辨率为10-12微米。跟踪和顶点软件快速灵活，可轻松适应其他功能，例如触发器的快速跟踪，或考虑轫致辐射的电子专用跟踪。
2014-10-28 hep-ex physics.ins-det
Level-1 Track Finding with an all-FPGA System at CMS for the HL-LHC
大型强子对撞机（LHC）上的紧凑μ子螺线管（CMS）实验旨在研究广泛的高能物理现象。它在3.8 T磁螺线管内采用了一个大型全硅跟踪器，可以精确测量横向动量（$p_\mathrm{T}$）和顶点位置。这个跟踪探测器将升级，以配合高亮度大型强子对撞机的运行，这将提供高达$7.5\,\times\,10^{35}\,\mathrm{cm^{-2}s^{-1}}$到CMS的亮度，或每25纳秒束流交叉200次碰撞。这种新的跟踪器必须在这种更具挑战性的环境中保持标称物理性能。已经开发了利用紧密间隔的硅传感器来区分带电粒子$p_\mathrm{T}$的新型跟踪模块，并且允许选择性地读出与$p_\mathrm{T}\,>\,2-3$ GeV的轨道兼容的命中以脱离检测器触发电子器件。这将允许在实验的1级触发时使用跟踪信息，这是保持1级触发率低于750 kHz目标的要求，同时保持物理灵敏度。本文提出了一个概念，为所有的FPGA为基础的跟踪发现使用一个完全的时间复用架构。硬件演示已经组装，以证明这样一个系统的可行性和能力。将介绍各种物理场景的性能，以及演示器到最终系统的拟议缩放。
2019-10-28 hep-ex physics.ins-det
Commissioning and Performance of the CMS Silicon Strip Tracker with Cosmic Ray Muons
在2008年秋季期间，在CMS超导螺线管产生的3.8 T磁场的存在下，硅条跟踪器在全面测试中与完整的CMS实验一起操作。宇宙射线μ子在μ子室中被检测到，并用于触发所有CMS子探测器的读出。在追踪器中收集了大约1500万个带有μ子的事件。命中和航迹重建的效率被测量为高于99%，并且与来自蒙特卡罗模拟的预期一致。本文详细介绍了宇宙射线μ子硅带跟踪器的调试和性能。
2010-01-05 physics.ins-det
Reconstruction of signal amplitudes in the CMS electromagnetic calorimeter in the presence of overlapping proton-proton interactions
本文描述了一种用于重建CMS电磁量能器中钨酸铅晶体产生的信号幅度的模板拟合技术。这种新颖的方法被设计为抑制增加的时间堆积贡献的信号以下的加速器聚束间距从50到25 ns的开始运行2的LHC。该算法的执行速度足够快，可以在CMS高级触发器中使用。它也用于离线事件重建。从模拟和运行2碰撞数据（2015-2018）获得的结果表明，在从几个GeV到几十个GeV的能量范围内，量热计的能量分辨率有了实质性的提高。
2020-10-02 hep-ex physics.ins-det
Performance of the CMS muon detector and muon reconstruction with proton-proton collisions at $\sqrt{s}=$ 13 TeV
CMS μ子探测器系统、μ子重建软件和高水平触发器在2013-2014年经历了重大变化，为在更高的碰撞能量和瞬时光度下运行做准备。使用2015年和2016年在LHC收集的质心能量为$\sqrt{s}=$ 13 TeV的质子-质子碰撞数据研究了修改后系统的性能。所测得的性能参数，包括空间分辨率，效率和时间，被发现符合所有的设计规格，并通过仿真很好地再现。尽管更具有挑战性的运行条件下，修改后的μ子系统被发现执行以及，并在许多方面比以前更好。我们将这篇论文献给Alberto Benvenuti教授，他的工作是CMS μ子探测器的基础。
2018-06-20 hep-ex physics.ins-det
The CMS Silicon Strip Tracker
拥有超过200平方米的敏感硅和近1000万个读出通道，LHC CMS实验的硅条跟踪器将成为有史以来最大的硅条探测器。CMS跟踪器的设计、构造和预期性能在下文中进行了审查。
2005-12-12 physics.ins-det
Performance studies of the CMS Strip Tracker before installation
2007年3月，在欧洲核子研究中心的跟踪器集成设施完成了硅带跟踪器的组装。近15%的探测器使用电缆，纤维光学，电源和电子设备用于LHC的操作。使用局部冷却器来循环冷却剂以进行低温操作。为了了解条带跟踪器模块的效率和对准，实施了宇宙射线触发。从3月到7月，记录了450万次触发。这段时间被称为部门测试，提供了跟踪器操作的实际经验，特别是安全、数据采集、电力和冷却系统。本文描述了在扇形试验期间带材系统的性能，该试验由五个由冷却剂温度定义的不同时期组成。重要的重点是放在从蒙特卡洛研究的数据和结果之间的比较。
2009-01-27 hep-ex physics.ins-det
Process Quality Control Strategy for the Phase-2 Upgrade of the CMS Outer Tracker and High Granularity Calorimeter
在2025年至2027年之间，CMS（紧凑型μ子螺线管）探测器的一些基本组件-最值得注意的是跟踪器和量热计端盖-将升级为HL-LHC（高亮度大型强子对撞机）条件。升级后的CMS外部跟踪器和新CMS高粒度量热仪（HGCAL）的部件将包括超过$50{,}000$的新硅传感器，覆盖总面积约为$800\,\text{m}^{2}$。传感器系列生产需要专门的策略来监控生产过程的质量和稳定性。该策略是基于一个测试结构集，提供了快速，方便地访问关键工艺参数。这些参数包括传感器上无法直接获取的参数（例如氧化物电荷浓度和界面陷阱密度）以及需要进行潜在破坏性测量的参数（例如介电强度）。在每个生产晶圆上至少实施两次该集合。它分为用于最相关工艺参数的初始评估的测试结构和用于深入分析的结构。所有结构都可以使用20针探针卡和自动定位平台进行接触。使用该系统，可以在大约30分钟内对一个晶片进行初步分析。在本文中，CMS协作提出了第2阶段升级的质量保证计划，重点是过程质量控制。我们介绍了传感器工艺细节、将在CMS外部跟踪器和HGCAL的生产运行中实施的测试结构集布局以及说明所含测试结构功能的测量结果。
2020-03-24 hep-ex physics.ins-det
CMS reconstruction improvement for the muon tracking by the RPC chambers
利用2011年LHC在sqrt（s）= 7 TeV质子-质子碰撞中收集的μ子样品，研究了电阻板室（RPC）对CMS中μ子重构的贡献.μ子重建是使用全硅内跟踪器和多达四个站的气体电离μ子探测器。漂移管和阴极剥离室分别检测桶和端盖区域的μ子，并由RPC系统补充。用蒙特卡罗模拟较好地再现了横动量pT大于20 GeV/c的Z衰变μ子穿过RPC后的重建击中分布。从J/psi和Z事件的样本，μ子的效率与不包括RPC击中的μ子径迹重建的测量和比较与模拟。使用RPC信息的轨道重建提高了约3%的离线重建效率的μ子在该地区的pT超过7 GeV/c，与模拟吻合良好。
2012-12-06 hep-ex physics.ins-det
A CMS Level-1 Track Finder for the HL-LHC
高亮度LHC将对触发系统提出重大要求。为了控制触发阈值，CMS协作正在设计一种新颖的1级跟踪触发器。外部跟踪器将使用具有成对传感器层的模块来读出与2-3 GeV以上的带电粒子兼容的命中。系统将组合这些前端触发原语以重建轨迹，提供$p_{\mathrm{T}}$、$η$、$ϕ$和$z_{0}$的测量。本报告将介绍CMS L1航迹查找系统：算法及其估计性能，硬件原型，以及与此系统相关的独特挑战。
2021-11-03 physics.ins-det
Full event interpretation with machine-learning-based particle-flow reconstruction in the CMS detector
European Organization for Nuclear Research (CERN)（欧洲核子研究中心）
基于机器学习的粒子流重建算法在CMS探测器中实现了更高效和精确的事件重建，提升了喷注能量分辨率和推理效率。
2026-09-04 hep-ex physics.ins-det
Reconstruction of Charged Particle Tracks in Realistic Detector Geometry Using a Vectorized and Parallelized Kalman Filter Algorithm
高亮度大型强子对撞机（HL-LHC）最具挑战性的计算问题之一是在事件重建过程中寻找和拟合粒子轨迹。今天LHC使用的算法依赖于卡尔曼滤波，它在逐步建立物理轨迹的同时，结合了材料效应和误差估计。认识到需要更快的计算吞吐量，我们已经适应了卡尔曼滤波器为基础的方法高度并行，众核SIMD和SIMT架构，现在流行的高性能硬件。之前，我们在英特尔至强、英特尔至强融核和（在一定程度上）NVIDIA GPU上观察到了显著的并行加速，物理性能与CMS标准跟踪相当。虽然早期的测试是基于理想化的桶形探测器内部发生的人工事件，但我们随后证明，我们的mkFit软件成功地从CMS-2017跟踪器的几何精确表示中发生的复杂模拟事件（包括探测器堆积）中构建跟踪。在这里，我们报告mkFit在计算和物理性能方面的进展，以及与CMS生产软件集成的进展。最近，我们已经提高了整体效率的算法，保留在一个相对较早的阶段，而不是试图将它们扩展到许多层的短道候选人。此外，mkFit以前会产生过多的重复磁道;现在这些磁道在额外的处理步骤中被显式删除。我们证明，通过这些增强，mkFit成为CMS跟踪的第一次迭代的合适选择，并最终为以后的迭代以及。我们计划在LHC运行3期间在CMS高水平触发器中测试此功能，最终目标是在CMS HLT和HL-LHC CMS跟踪器的离线重建中使用它。
2020-07-09 hep-ex physics.ins-det
Line Segment Tracking: Improving the Phase 2 CMS High Level Trigger Tracking with a Novel, Hardware-Agnostic Pattern Recognition Algorithm
针对高亮度LHC计算资源超线性增长挑战，提出了一种基于Alpaka库的完全可并行化且硬件无关的新型线段追踪（LST）模式识别算法，在CMS HL-LHC高层级触发追踪中提升了物理与计时性能。
2024-07-25 hep-ex physics.ins-det
Tracking Triggers for the HL-LHC
CMS和ATLAS触发系统中基于硬件的轨道重建将为高亮度LHC升级提供独特的能力。概述了强子对撞机上早期的径迹触发系统，特别是Tevatron CDF和D0实验。我们讨论了CMS和ATLAS实验的计划，以实现基于硬件的轨道重建的高亮度LHC。特别关注的是升级CMS实验的跟踪触发能力。我们讨论了这种新型手柄的挑战和机遇，并审查了其实施所考虑的替代方案，以及讨论了预期的性能。CMS和ATLAS计划的轨道触发系统有不同的目标，我们比较和对比这两种方法。
2020-10-23 hep-ex physics.ins-det
Performance of the CMS missing transverse energy reconstruction in pp data at sqrt(s) = 8 TeV
缺失的横向能量重建算法的性能使用sqrt（s）= 8 TeV的质子-质子（pp）的数据收集与CMS探测器。研究了具有异常缺失横向能量的事件，并给出了用于识别和去除这些事件的算法的性能。缺失的横向能量，包括多个PP相互作用（堆积）的影响的规模和分辨率，测量使用的事件与一个确定的Z玻色子或孤立的光子，并被发现是很好地描述了模拟。新的丢失的横向能量重建算法专门开发，以减轻大量的堆积相互作用的丢失的横向能量分辨率的影响。这些算法显着降低了依赖的失踪横向能量分辨率堆积相互作用。最后，一个算法，提供了一个估计的重要性的丢失的横向能量，这是用来估计的兼容性重建丢失的横向能量与零标称值。
2015-02-13 hep-ex physics.ins-det
The Apollo ATCA Design for the CMS Track Finder and the Pixel Readout at the HL-LHC
高亮度LHC的挑战性条件需要为触发和数据采集系统量身定制的硬件设计。阿波罗平台的特点是一个“服务模块”，带有一个功能强大的系统模块计算机，提供标准的ATCA通信和特定应用的“命令模块”，带有大型FPGA和高速光纤链路。CMS版本的阿波罗将用于寻轨器和像素读出。它具有多达两个大型FPGA和100多个光链路，速度高达25 Gb/s。我们仔细研究了电路板的设计和性能，使用定制的固件来测试功耗、散热和光链路完整性。本文介绍了这些性能测试的结果，设计更新和未来的计划。
2022-02-03 hep-ex physics.ins-det
Speeding up the CMS track reconstruction with a parallelized and vectorized Kalman-filter-based algorithm during the LHC Run 3
本文提出并行化、向量化的卡尔曼滤波软件mkFit，并将其集成到CMS离线框架中，在LHC Run 3径迹重建中显著提升计算速度且保持物理性能。
2023-04-12 hep-ex physics.ins-det
Track Reconstruction and Alignment with the CMS Silicon Tracker
这份报告介绍了最近的结果轨道重建和对齐与硅跟踪器的CMS实验在LHC，获得了一个完整的检测器模拟。在概述了跟踪器的布局及其材料预算之后，讨论了用于跟踪重建的基线算法。示出了轨道重建的性能及其对未对准的依赖性。CMS跟踪器的对准的概念，使用激光对准系统以及三种不同的基于跟踪的对准算法，提出。
2006-10-01 physics.acc-ph physics.ins-det
Proton reconstruction with the CMS-TOTEM Precision Proton Spectrometer
本文介绍了 CMS-TOTEM 精确质子谱仪（PPS）在 LHC Run 2 期间收集的数据，详细阐述了其准直、光学校准、质子重建程序及模拟性能，并通过双轻子事件验证了重建与模拟，证明了高亮度对撞机近束质子谱仪连续运行的可行性。
2023-09-09 hep-ex physics.ins-det
Serial powering and signal integrity characterization for the TEPX detector for the Phase-2 CMS Inner Tracker
整个CMS硅像素探测器将被替换，以在高亮度LHC上运行。在本文中，将介绍新的Tracker Endcap Pixel探测器，重点介绍一种新的概念，通过圆盘形PCB为模块提供电源和数据连接。由于这部分探测器还具有CMS Phase-2内部跟踪器中最长的串行供电链，因此重点放在串行供电结果和信号完整性的表征上。
2021-11-12 physics.ins-det
